石墨烯导电蓄热面料的整理工艺

由于石墨烯层间存在较强的范德华力,石墨烯在普通有机溶剂中分散性差,进而影响石墨烯在复合物基材中的相容性和分散性,影响胶水的性能。将石墨烯制成水溶性乳液,可以增强其与聚合物的相容性,减少自身团聚,解决石墨烯在复合物基材中的相容性和分散性问题。特殊的石墨烯涂层技术秉承了石墨烯一贯的蓄热、导电、抗菌、抗静电、抗紫外线及远红外功能,将石墨烯制成胶水涂覆在纺织面料上,经该功能涂层后制得的膜面料具有强导电性和蓄热功能。文章分析了石墨烯导电蓄热面料的整理工艺,以期促进现代科技发展。     

石墨烯在功能家纺产品中的应用与趋势

对石墨烯纤维在功能纺织品领域的开发以及在家纺行业应用进行了探究,研究认为石墨复合纤维材料具有较强的抗菌、远红外发热、抗紫外线、耐磨等功能,在纺织品领域具有极高的开发价值。     

石墨烯/蚕丝复合材料研究进展

为进一步提高蚕丝材料的附加值,扩大蚕丝材料的应用范围,将具有优异的光、电、热、力学性能的二维石墨烯材料与蚕丝材料相结合,得到具有导电、抗菌、抗紫线外等性能的石墨烯/ 蚕丝复合材料,以近些年来国内外的相关研究为基础,综述了石墨烯/ 蚕丝复合材料的最新研究进展。依据制备方法的不同,主要介绍了基于喂食法（石墨烯喂食、氧化石墨烯喂食、石墨烯复合材料喂食）的石墨烯/ 蚕丝复合材料和基于后整理法的石墨烯/ 蚕丝复合材料。根据蚕丝材料获得的功能,将基于后整理法的石墨烯/ 蚕丝复合材料细分为导电、抗菌、防紫外线、阻燃、电极材料。最后介绍了石墨烯/ 蚕丝复合材料研究领域存在的不足及其未来的研究方向。     

石墨烯在抗静电涤纶织物上的应用

由于石墨烯具有优良的电学性能和力学性能,试验通过Hummers法,将石墨氧化为氧化石墨烯(GO),再用水合肼将氧化石墨烯(GO)还原成石墨烯,并将其应用到涤纶织物的抗静电整理中。对合成的氧化石墨烯(GO)和石墨烯,利用傅里叶红外光谱仪进行结构分析,使用扫描电镜观察其表面形貌,并通过超声静置的方法测试它们的分散稳定性能。结果表明:使用水合肼还原GO所得的石墨烯,其表面的含氧官能团大大减少,且具有良好分散性能。将石墨烯分散液和水性聚氨酯按一定比例复配,以浸轧-焙烘工艺对涤纶织物进行抗静电整理,测试了织物的抗静电性能以及抗静电性的耐水洗性能。结果表明,当石墨烯用量为5 g/L时,涤纶织物的表面静电压为932 V,半衰期为0.54 s。经过20次皂洗,表面静电压和半衰期仍能达到952 V和0.62 s,说明具有持久的抗静电效果。     

石墨烯纳米材料对卷烟主流烟气苯并[a]芘和苯酚的降低作用研究

研究了石墨烯纳米材料对卷烟主流烟气中苯并[a]芘和苯酚释放量的影响作用。将石墨烯纳米材料用作卷烟滤棒的添加剂制备了石墨烯纳米-醋酸纤维二元复合滤棒并制备卷烟制品,利用气相色谱-质谱联用法和高效液相色谱法,对添加石墨烯纳米材料前后卷烟样品主流烟气中苯并[a]芘和苯酚含量进行检测,结果表明:石墨烯纳米材料对苯并[a]芘和苯酚释放量具有明显的选择性降低作用且时效性较长;石墨烯纳米材料对苯并[a]芘的降低幅度可达31.3%,对苯酚的降低幅度可达32.8%;卷烟的物理指标不因石墨烯的添加发生明显变化,且能够保持卷烟原有的吸味风格。     

氧化石墨烯-壳聚糖改性棉非织造布的抗菌性能

为了对全棉非织造布进行抗菌性研究,利用硅烷偶联剂将氧化石墨烯-壳聚糖复合抗菌剂整理在全棉非织造布上,再测试整理后非织造布的各项性能.结果 表明:氧化石墨烯-壳聚糖复合抗菌剂成功地整理在全棉非织造布上;整理后全棉非织造布具有优异的抗菌性能、水洗稳定性和良好的疏水性;氧化石墨烯-壳聚糖整理对全棉非织造布的强力没有显著影响,...     

前沿

添加少量石墨烯可大幅提高碳纤维强度据报道,美国弗吉尼亚大学Xiaodong Li、Adri C.T.van Duin教授研究团队联合宾夕法尼亚州立大学Leonid V.Zhigilei教授研究团队,共同发现加入0.075 wt%的机械剥离石墨烯可以使碳纤维的拉升强度和杨氏模量分别提高225%和184%。研究人员将不同含量的机械剥离石墨烯分散在PAN(聚丙烯腈)/DMSO(二甲基亚砜)溶液中,通过湿法纺丝得到PAN/石墨烯复合纤维;然后经过预氧化-碳化-石墨化的高温处理后得到CF/石墨烯复合碳纤维。     

三聚氯氰改性石墨烯基复合皮革涂饰剂阻燃性能研究

三聚氯氰改性石墨烯基复合材料具有良好的物理机械性能和阻燃性能,研究了三聚氯氰改性石墨烯对聚氨酯和丙烯酸树脂的影响.研究结果表明:适量的三聚氯氰改性石墨烯和乙醇胺交联剂可显著提升复合材料的阻燃性能,4％三聚氯氰改性石墨烯和7.5％乙醇胺的添加量下,聚氨酯树脂的极限氧指数可从17.9％提升至34.5％.对于丙烯酸树脂而言,...     

石墨烯材料在纺织污水中对重金属离子吸附的应用探讨

石墨烯是一种具有独特的二维碳原子单层纳米结构的材料,有优异的导热性、导电性以及吸附性而被广泛应用.基于石墨烯材料在吸附性能上的现有研究,制备了还原氧化石墨烯膜材料.通过对铜离子的高效吸附探讨,探究了其在纺织污水处理中的应用前景.     

功能化石墨烯改性水性涂料的应用探讨

石墨烯是一种新型的二维碳材料,具有优良的光学、电学、力学性能。近些年,随着石墨烯材料的兴起,有很多学者将石墨烯材料用于水性涂料改性研究,取得了较好的效果,制备出了多种功能化石墨烯改性水性涂料,比如改性水性聚氨酯涂料、改性水性环氧涂料、改性水性丙烯酸涂料和改性锌基水性涂料等几种。本文对以上几种功能化石墨烯改性涂料的研究进展进行了阐述,并分析了绿色环保的功能化水性涂料在该行业未来的主要发展方向。     

石墨烯基新型抗菌材料的研究进展

为更好地解决单一材料在抗菌领域所面临的局限性问题,对石墨烯基新型抗菌材料的研究展开论述。介绍了石墨烯材料在抗菌方面广谱抗菌、物理和化学作用等的特点,重点阐述了石墨烯及其衍生物的接触切割、包覆作用、氧化应激作用等抗菌机制。然后分析了石墨烯与纳米材料、壳聚糖、季铵盐、卤胺等复合后的研究进展,为其发展提供了参考意义。最后总结了石墨烯基复合抗菌材料在纺织中的研究进展以及当前研究中仍然存在的一些问题,并展望其未来的发展方向。研究表明：将石墨烯材料与其它抗菌材料复合,所得材料可充分发挥各组分之间的协同抗菌作用,其发展较为迅速;然而,尽管石墨烯基新型抗菌材料发展迅速,但其实现产业化仍面临诸多挑战,未来应侧重于优化其制备工艺、抗菌机制等方面,使其向绿色、环保方向发展。     

石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中的应用

石墨烯及其氧化物具有优异的机械、电学、热学、抗菌性能。简单介绍了石墨烯的结构、性能;重点阐述了石墨烯、氧化石墨烯在纺织、印染领域中的应用,包括石墨烯纤维、石墨烯抗菌织物、石墨烯抗静电织物、染料吸附等方面。石墨烯在纺织、印染领域的应用前景广阔,值得深入研究。     

石墨烯纤维的湿法纺丝制备及其性能

为制备兼具导电性和柔韧性的石墨烯纤维,首先采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,然后以氧化石墨烯溶液为纺丝液,CaCl₂的乙醇溶液为凝固浴,通过湿法纺丝后经氢碘酸还原制备得到石墨烯纤维;并以羧甲基纤维素为交联剂对石墨烯纤维进行改性处理,得到交联石墨烯纤维。最后对2种石墨烯纤维的表面形态、导电性和力学性能进行测试与分析,并初步应用。结果表明:制备的氧化石墨烯含氧量为31.37%,单片层厚度为0.88 nm;2种石墨烯纤维表面均较光滑,交联石墨烯纤维内部片层排列更加紧密,其电导率达124 S/cm,与交联前的石墨烯纤维相差不大,但拉伸强度由交联前的120 MPa增加至179 MPa;单根交联石墨烯纤维作为电路导线可点亮灯泡,且可任意弯曲打结编织成花瓣及平纹网状结构。     

Graphene and graphene oxide-coated polyamide monofilament yarns for fiber-shaped flexible electrodes

In this study, polyamide monofilament yarn of 3000 tex was coated with graphene oxide (GO) nanomaterial using dip-coating method. The graphene oxide layer was then reduced with green chemical reduction method, resulting in a reduced graphene oxide-coated monofilament yarn. The properties of the graphene oxide and reduced graphene oxide-coated polyamide monofilament yarns were characterized by performing physical, electrical, optical, and morphological investigations. The lowest sheet resistance was measured from seven-layer graphene-coated polyamide monofilament yarn as 3.09 kΩ/sq. Moreover, it was measured that 90° and 180° bent seven-layer graphene-coated polyamide monofilament yarns had 3.57 and 3.81 kΩ/sq sheet resistance, respectively. Additionally, while PA monofilament yarn has 73.5% transmittance at 550 nm; seven-layer GO and seven-layer graphene have 18.8 and 4.5%, respectively, as expected. On the other hand, the contact angle increased with the reduction of graphene oxide layer on monofilament yarn. The fabricated graphene-coated polyamide monofilament yarns can be used in electrotextiles, solar cells, sensors, and OLEDs as fiber-shaped flexible electrodes.     

石墨烯复合材料在电化学检测食品中亚硝酸盐的研究进展

亚硝酸盐是一种常见的食品添加剂,过量的亚硝酸盐可与人体内的氨基化合物反应形成强致癌物亚硝胺化合物,因此对亚硝酸盐的检测极其必要。与其他传统检测方法相比,电化学法具有仪器简单、操作方便、分析快速和灵敏度高等优点。石墨烯具有电化学窗口宽、电化学稳定性好、电催化活性高和电子转移速率快等电化学特性,故石墨烯及其复合材料是用于检测亚硝酸盐电化学传感器的理想电极修饰材料。石墨烯与其他功能材料复合能进一步改善其可分散与可加工性能,提高修饰电极的电催化活性和检测选择性。本文综述了纳米金属粒子/石墨烯、金属复合物/石墨烯、纳米金属氧化物粒子/石墨烯、高分子纳米材料/石墨烯、非金属纳米材料/石墨烯等复合石墨烯材料修饰电极在电化学法检测亚硝酸盐方面的研究进展,并重点阐述了相关设计思路与电极反应机理,深入分析比较了不同复合材料修饰电化学传感器的检测效果,从而说明采用基于石墨烯复合材料修饰电极电化学检测亚硝酸盐更具优势。最后讨论了石墨烯复合材料修饰电极的不足,展望了其在食品中亚硝酸盐检测的应用前景和未来发展方向。     

氧化石墨烯基材料吸附重金属离子的研究进展

废水中所含的重金属离子对自然环境和人体健康造成了极大危害。在众多处理方法中,基于氧化石墨烯(GO)基材料吸附重金属离子的方法受到研究者关注。梳理近年来的研究文献,重点论述GO、不同GO基纳米复合材料、磁性氧化石墨烯(MGO)基纳米材料及还原氧化石墨烯(rGO)基材料的合成方法、重金属离子吸附概况等,通过结构表征及吸附热力学和动力学机理分析,为进一步研究、设计氧化石墨烯材料及处理重金属离子奠定基础。     

CO2 adsorption on carbon models of organic constituents of gas shale and coal

Imperfections of the organic matrix in coal and gas shales are modeled using defective and defect-free graphene surfaces to represent the structural heterogeneity and related chemical nature of these complex systems. Based upon previous experimental investigations that have validated the stability and existence of defect sites in graphene, plane-wave electronic density functional theory (DFT) calculations have been performed to investigate the mechanisms of CO(2) adsorption. The interactions of CO(2) with different surfaces have been compared, and the physisorption energy of CO(2) on the defective graphene adsorption site with one carbon atom missing (monovacancy) is approximately 4 times as strong as that on a perfect defect-free graphene surface, specifically, with a physisorption energy of ～210 meV on the monovacancy site compared to ～50 meV on a perfect graphene surface. The energy associated with the chemisorption of CO(2) on the monovacancy site is substantially stronger at ～1.72 eV. Bader charge, density of states, and vibrational frequency estimations were also carried out and the results indicate that the CO(2) molecule binds to the surface becoming more stable upon physisorption onto the monovacancy site followed by the original C═O bonds weakening upon CO(2) chemisorption onto the vacancy site.     

Structural properties of graphene oxide fibers: from graphene oxide dispersion until continuous graphene oxide fiber

Continuous graphene oxide fiber focused for the last seven years have a very large application area such as electronic textiles, photovoltaics, batteries, fuel cells, sensors, filters. This study reports the effect of processing parameters such as time, temperature of the exfoliation together with dispersion preparation methods of graphene oxide on the properties of continuous graphene oxide fibers produced by coagulation bath. Relationship between changing parameters and structural properties of graphene oxide fiber, fiber morphology, roughness, crystalline structure have been discussed. It has been shown that crystalline structures and responses to changing parameters are different when it is an exfoliated state, dispersion state, and fiber state. For example, crystalline sizes and number of layers of GO fiber were higher than those of GO dispersion, while the crystallinity degrees and d-spaces at the GO fiber were always less than that of GO dispersion. Higher exfoliation time leads to an increase of Tex count of fiber, while longer ultrasonic time resulted in lower value compared to both shorter ultrasound time and mechanical homogenization. Shorter ultrasonic treatment and shorter exfoliation time leads to higher electrical conductivity compared to mechanical homogenization. Shorter ultrasonic treatment results in vaguely tendency of an increase of breaking strength.     

石墨烯功能纤维

独特的能带结构赋予了石墨烯优异的热学性能、力学性能、电学性能和光学性能,使其在生物检测器件、储能材料、传感器、导电复合膜等领域具有广阔的应用前景。介绍了近年来石墨烯及复合纤维的各种制备方法和工艺,并分析对比了不同方法得到的纤维性能差异,综述了湿法纺丝、静电纺丝、电沉积法和化学气相沉积法等制备石墨烯纤维的成熟工艺,同时总结了影响石墨烯纤维性能的各种因素及其在柔性电子织物中的应用,最后对石墨烯纤维的发展方向进行了展望,为后续开展相关研究及石墨烯的应用提供参考。     

石墨烯在提高聚苯胺/芳纶复合纱线导电能力中的应用北大核心

为提高纱线导电能力,以芳纶长丝纱为基材,采用一种基于原位聚合法的纱线连续导电工艺,并以石墨烯为导电增强填充材料,制备了石墨烯@聚苯胺/芳纶复合导电纱线。研究了石墨烯对复合导电纱导电能力的增强效果,并分析了复合导电纱的结构与性能。研究结果表明:石墨烯在聚苯胺导电层内均匀分布,对提升复合导电纱的导电性能有积极作用;随着石墨烯含量的提高,聚苯胺/芳纶复合纱线的电导率逐渐提高,可达5.2 S/cm左右,较不添加石墨烯提高约400%。导电处理及石墨烯含量对复合导电纱线的强力没有产生明显的影响,但断裂伸长率稍有降低,初始模量有所提高。